載體樁在皖南某工程中的應用

孔昊泉

載體樁在皖南某工程中的應用

孔昊泉

載體樁，又稱復合載體夯擴樁，指由干硬性混凝土及碎石填充料等經細長錘夯擴而形成的復合載體和鋼筋混凝土樁身構成的樁，具有擠密地基、擴大樁端面積的雙重作用。復合載體由干硬性混凝土、填充料和擠密土體組成。填充料是為了增強混凝土樁端下土體的擠密效果而填充的材料。碎磚、碎混凝土塊、水泥拌和物、碎石、卵石及礦渣等都可以作為填充料。擠密土體是填充料周圍被夯實擠密的土體。復合載體構造示意由于載體樁承載力主要來源于載體，且載體樁樁長較短，混凝土質量易保證，因而具有較高的性價比，在工業與民用建筑中得到了廣泛應用。本文以載體樁在皖南某工程中的應用為實例，介紹了載體樁在該地區的應用。

一、工程概況及場地工程地質條件

1.工程概況

該工程為皖南某辦公樓，框架結構六層，基礎埋深1.5m。

2.場地工程地質條件

擬建場地屬風化殘積土丘地貌，場地雖經人工整平，局部高差仍較大。場地內沿土層自上而下為粉土、砂質粘性土、強風化花崗閃長巖、粉土層。

3.地基與基礎方案

根據建筑物結構、荷載、場地土特征，淺部土層承載力低，壓縮性高，天然地基土無法滿足建筑物的使用要求，經過多方面論證，最終決定采用載體樁。

二、設計及施工

載體樁以④層作為樁端持力層，樁徑D=420mm，樁身混凝土強度等級為C40，平均有效樁長（樁身部分）為5～8m，載體樁承載力主要來源于載體，對于樁長小于10m的樁，忽略其側阻力，以作為安全儲備。

1.單樁承載力特征值

（1）按土質確定 Ra=fa·Ae=350×3.0=1050kN

式中：

fa——經深度修正后的載體樁持力層地基承載力特征值（kPa），應按現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）執行；

Ae——載體等效計算面積（m2），在沒有當地經驗時其值可按《載體樁設計規程》（JGJ135-2007） 中的表4.3.2選用，該工程取3.0。

（2）樁身材料強度驗算

N≤ψc·fc·Ap

=0.75×19100×0.138=1976.8kN

式中：

N——相應于荷載效應基本組合時，作用于載體樁單樁上豎向力設計值（kPa）；

fc——混凝土軸心抗壓強度設計值（kPa），應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》（GB50010）的規定；

Ap——樁身截面面積（m2）；

ψc——成樁工藝系數，樁身為預制樁時取0.8，現場灌注時取0.75。

故設計單樁承載力特征值取Ra=1050kN。

2.施工質量控制

施工時采用柱錘夯擊，護筒跟進成孔，達到設計標高后，柱錘夯出護筒底一定深度，再分批向孔內投入填充料，用柱錘反復夯實，達到設計要求后再填入混凝土夯擊形成載體，最后再施工混凝土樁身。與其他樁基礎相比，載體樁的承載力主要來源于載體，且載體樁為擠土樁，為保證施工質量，在施工中重點做好以下工作：

（1）三擊貫入度控制在12～15mm。

（2）施工過程中嚴格控制相鄰樁的上浮量，對于混凝土終凝后的相鄰樁，其上浮量控制在15mm左右，對于混凝土處于流動狀態的相鄰樁，其上浮量控制在40mm左右。

三、質量檢測及沉降觀測

1.樁身完整性檢測

成樁20d后，對樁基進行了低應變檢測，數量為總樁數的10%，全部為Ⅰ類樁或Ⅱ類樁，樁身完整性較好，滿足設計要求。

2.靜載荷試驗

載體樁全部施工完畢20d后，由樁基檢測機構對該樁基工程進行了三組靜載荷試驗，停止加載時未達最大荷載，各樁基試驗點在加荷范圍內沉降穩定，曲線變化正常，單樁承載力特征值Ra≥1050kN。

3.沉降觀測

在建筑物施工期間及竣工后，對建筑物的沉降進行了觀測，觀測數據表明，沉降較均勻，未超過變形允許值。

四、結論

實踐證明，載體樁在多層建筑物地基處理中具有很好的經濟效益，在同等地質條件下,與鉆孔灌注樁相比，載體樁費用約為鉆孔灌注樁的60%，且混凝土成樁質量易保證，在皖南地區具有良好的發展前景。

對于某些地質條件較好、擠密效果佳的土層，在施工載體樁時，可以不投填充料對樁端土體直接夯實。

施工時必須根據建筑物所處的地質條件和周圍的環境條件，綜合考慮施工方法。為減小施工對已建建筑物的影響，可以采用無振感的施工方法進行施工，或者采取適當的減振、隔振措施。

開挖地槽時應注意不要用挖掘機或推土機等重力機械強行推平，以免造成樁身斷裂，開挖宜在成樁15d后進行

安徽省·水利部淮委水利科學研究院 232000）